DE2314684A1 - Saugfaehige fasergewebe und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Saugfaehige fasergewebe und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
1479
^r: : «VÄLTS
Scott Paper Company, Industrial Highway at Tinicum Island Road,
Delaware County, Pennsylvania, VOStoVoA.
Saugfähige Fasergewebe und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf weiche, saugfähige, faserige, in erster Linie aus Holzzellstoff hergestellte Gewebe und auf ein
Verfahren zur Herstellung letzterer. Derartige Gewebe werden für sanitäre Papxererzeugnxsse, z.B. Seidenpapier, Handtücher und
dergleichen verwendet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf weiches, saugfähiges Gewebematerial, das durch die Kombination
ausgezeichneter Weichheit, Zähigkeit, und Griffigkeit gekennzeichnet ist, wodurch es besonders geeignet für die Verwendung
als Handtuch wird.
Auf dem Gebiet der Papierherstellung war es lange ein Ziel, den Papiergeweben Weichheit ohne übermässige Verringerung ihrer Festigkeit
zu verleihen. Papiergewebe werden herkömmlicherweise durch Bearbeiten wie Prägen, Kalandrieren oder Kreppen von einer Haftfläche
mittels einer Kreppklinge weich gemacht. Derartige Bearbei-
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längsverfahren zerreissen lind brechen viele der steifen., natürlichen
Zwischenfaserverbindungen in dem Papiergeldebe, die während
seiner Trocknung mittels eines mit der Papierherstellung verbundenen
Entwässerungsverfestigungsverfahrens gebildet werden. Die
zwischenfaserigen Bindungen stellen die eigentliche Quelle der Festigkeit bei normalen Papiergeweben dar, weil sich aus der
physikalischen Verwicklung der Fasern eine sehr geringe Festigkeit ergibt, da papierbildende Fasern äusserst kurz, und zwar
im allgemeinen in der Grössenordnung von 1/8 . 25,4 mm (1/8 inch)
oder weniger sind. Derartige Gewebebearbeitungsverfahren haben daher notwendigerweise einen 'Festigkeitsverlust im Gewebe zur
Folge ο
Weichheit ist natürlich für die meisten sanitären Papiererzeugnisse
eine erwünschte Eigenschaft, aber Erzeugnisse, wie z.B. Handtücher, müssen auch zäh sein, damit sie bei starken Belastungen,
denen sie meist ausgesetzt werden, unversehrt bleiben. Zähfestigkeit ist die Fähigkeit des Gewebes, Arbeitsenergie ohne
ein Zerreissen zu absorbieren. Sie ist nicht allein ein Maß der Zerreissfestigkeit eines ,Papierbogen^, sondern stellt vielmehr
eine Kombination aus Zerreissfestigkeit und elastischer Dehnbarkeit
dar. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert,.dass Papierhandtucherzeugnisse
elastische Dehnbarkeit aufweisen.
Es ist seit langem bekannt, dass Kreppen eines Bogens letzterem elastische Dehnung verleiht. Kreppen reduziert jedoch die Zerreissfestigkeit.
Ferner ist bei den meisten Papierherstellungsverfahren
Kreppen meist auf die Laufrichtung des Gewebes beschränkt, was nur eine geringe oder überhaupt keine elastische
Dehnbarkeit des Bogens qtier zur Laufrichtung des Gewebes zur
Folge hat. Aber für als Handtücher zu verwendende Papiererzeugnisse
ist eine elastische Dehnbarkeit· in allen Richtungen erwünscht, d.h.: quer zur als auch in Laufrichtung des Gewebes. Obgleich
Kreppverfahren bekannt sind, die eine Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes mit sich bringen, z.B. nach der US-PS
2 610 935, erweisen sich diese Verfahren dadurch.als nachteilig,
dass im allgemeinen die Erzielung einer Dehnbarkeit quer zur
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Laufrichtung des Gewebes ohne erhelbllche Reduzierung der Festigkeit
nur im geringen Maße möglieh isto
In der US-PS 2 834 8O9 wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines
Bogens beschrieben, das einem Papiergewebe Dehnbarkeit quer zur Laufrichtung des Gewebes verleiht. Dies wird durch eine Bearbeitung
des Gewebes derart erreicht, dass letzterem ein wellenförmiger Wirkungsquerschnitt verliehen wird, und langgestreckte, in Laufrichtung
des Papiers angeordnete Öffnungen vorgesehen werden.
Während dies Verfahren eine elastische Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes mit sich bringt, verringert es in beträchtlichem
Maße die Zerreissfestigkeit des Gewebes quer zur Laufrichtung des letzteren. Es hat sich gezeigt, dass die Festigkeitserfordernisse der Erzeugnisse die Bedeutung einer Bearbeitung
dieser Art und die Grosse der Festigkeit, die hiermit dem Gewebe verliehen werden kann, begrenzen.
Ein anderes bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Gewebefestigkeit besteht in der Zufügung elastomerer Bindematerialien zu dem
Gewebe. Bei einem darartigen nach der US-PS 3 622 447 bekannten
Verfaliren wird wasserhaltiges polymeres Latex Papier faserbögen beigemengt«, Aber allein die Beimengung eines elastomeren Bindematerials
zu Papierfaserbögen vergrössert nicht notwendigerweise wesentlich die elastische Dehnung des Bogens, weil durch ein
derartiges Hinzufügen eines elastomeren Bindematerials steife Papierbindungen nicht ersetzt, sondern bloß ergänzt werden.
Es sind weiterhin Verfahren zum Ersetzen steifer Papierbindemittel
durch flexible Bindemittel bekannt. Ein derartiges Verfahren besteht dem Wesen nach in der Verminderung der anfänglichen Bildung
von steifen Papierbindungen mittels Beimengung chemisch entbindender Agensien zu dem wasserhaltigen Faserbrei und im Ersetzen
des Festigkeitsverlustes infolge der Verminderung der steifen Papierbindungen durch flexible Bindemittel infolge der Beimengung
eines elastomeren Bindematerials zu dem wasserhaltigen Faserbrei.
Dieses Verfahren ermöglicht die Erzeugung eines widerstandsfähigen
Papiergewebes mit guter Festigkeit und Weichheit.
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Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass wesentliche
Festigkeit bei gleichzeitiger Weichheit nur dem Gewebe bei
Verwendung einer grossen Menge eines elastoraeren Bindematerials
verliehen werden kann., was ein beträchtliches Anwachsen der
Produktionskosten mit' sich bringto Falls mit diesem Verfahren
in wirtschaftlicher Weise ein Papierhandtucherzeugnis hergestellt werden soll, muss ein wesentlicher Teil der steifen
Papierbindungen die Möglichkeit zur Ausbildung erhalten, um eine zufriedenstellende Festigkeit ohne die Verwendung eines
teuren elastomeren Bindematerials zu erzielen. Wie aber bereits aufgezeigt worden ist, vermindern steife Papierbindungen in
dem Gewebe die elastische Dehnbarkeit des letzteren und damit seine Zähfestigkeit. Ausserdem-vermindern die steifen Papierbindungen
auch die Weichheit und de Flexibilität des Gewebes.
Ein anderes Verfahren zur Verbesserung der elastischen Dehnung und Weichheit des Gewebes besteht in der Reduzierung anfänglicher
Ausbildung steifer Papierbindungen durch Vermeiden starker Pressung des Gewebes, so lange es feucht ist. Ein elastomeres
Bindematerial wird dem wasserhaltigen Faserbrei zwecks Erzeugung der geforderten Festigkeit und elastischen Dehnung des Gewebes
beigegeben. Das mitdiesem Verfahren hergestellte Erzeugnis weist die gleichen Nachteile wie das mit dem zuletzt erwähnten Ver-'
fahren hergestellte Erzeugnis auf, d„h. entweder ist die für
eine adäquate Festigkeit erforderte Menge des elastomeren Bindematerials sehr gross oder die elastische Dehnung und Weichheit
des Papierbogens.ist gering,, Zusätzliche elastische Dehnung
kann zwar den zuvor genannten Geweben mittels Kreppen leicht verliehen
werden, aber das Kreppen ist für gewöhnlich auf eine elastische Dehnung in Laufrichtung des Gewebes begrenzt und
stets von einem wesentlichen Festigkeitsverlust begleitet.
Ein anderes Verfahren zur Vergrösserung der elastischen Dehnung in einem Papiergewebe besteht darin, dass ein Muster eines elastomeren
Bindematerials auf ein Papiergewebe aufgebracht wird, wobei es nur auf Teile des Gewebes, die das Bindematerial auf
einer Kreppoberfläche enthalten, aufgeklebt und das Gewebe von
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der Kreppoberfläche mittels einer Kreppklinge entfernt wird. Wenn das elastomere Bindematerial in einem geeigneten Muster
aufgebracht wird, kann ein Erzeugnis mit einer bestimmten elastischen Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes hergestellt
werden. Diese elastische Dehnung quer zur Laufrichtung Ist in erster Linie ein Ergebnis der Kontraktion und Schrumpfung
der elastomer verbundenen Bereiche des Gewebes nach vollzogener Kreppung, wobei Faltenbildung des Erzeugnisses verursacht wird.
Die quer zur Laufrichtung des Gewebes verliehene elastische Dehnung ist im allgemeinen weniger als halb so gross wie die in
Luafrichtung hervorgerufene elastische Dehnung« Ausserdera
zeichnen sich die Gewebe durch ein Fehlen einer gleichm& slgen
Faserverbindung über das Gewebe hin aus, wie sie häufig bei Handtucherzeugnissen erwünscht wird, um letzteren eine gleichmassigere
Festigkeit, elastische Dehnung und Weichheit zu verleihen.
Ferner erzeugt obiges Verfahren einen Bogen mit einem begrenzten Maß an Griffigkeit, genau so wie die anderen bereits diskutierten
und elastomeres Bindematerial verwendenden Verfahren, Gute Griffigkeit ist bei einem Handtucherzeugnis von Wichtigkeit,
weil die erwünschte Körper- und Handgriffigkeit in hohem Maße von der Bauschigkeit abhängig ist» Ein gebräuchliches Verfahren
zur Erhöhung der Griffigkeit besteht darin, das Gewebe zwecks
Erzeugung einer unrege!massigen Profiloberfläche zu verzerren«
Durch Kreppen kann ein begrenztes Maß an Griffigkeit als Ergebnis von Gewebeverzerrung erzielt werden. Durch Prägen kann ein hohes
Maß an Griffigkeit als Folge der Gewebeverzerrung erzielt werden.
Das Beibehalten der durch Verdrehung des Gewebes erzeugten Griffigkeit
hängt in grossem Maße von einer bestimmten Steifheit in dem Bogen ab. So würde bei einem herkömmlichen, relativ steifen
Papiergewebe das Beibehalten von Griffigkeit zu erwarten sein, die durch Prägen oder andere Bogenverbiegungstechniken hervorgerufen
worden ist. Auf der anderen Seite würde bei einem weichen flexiblen Gewebe mit einem hohen elastischen Dehnungsmaß, wie es
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z.B. durch das Verfahren nach "lO8 638" gebildet werden kann,
nicht notwendigerweise die Beibehaltung, eines hohen Maßes der von einer Bogenverdrehung herrührenden Griffigkeit erwartet
v/erden. Es zeigt sich, dass ein erwünschtes Papierhandtucherzeugnis
zwei Eigenschaften erfordert, die sich einander gegenseitig auszuschliessen scheinen, und zwar Weichheit.für Handgriffigkeit
und Steifheit für Beibehaltung von Griffigkeit» Falls der Weichheitsgrad erhöht wird, scheint dies auf Kosten
der Griffigkeit erfolgen zu müssen. Jedoch vermag entgegen den
Erwartungen das bevorzugte Erzeugnis gemäss der Erfindung Griffigkeit
und Festigkeit in einem weichen flexiblen Gewebe bei
im wesentlichen elastischer Dehnung in allen Richtungen zu erhalten«
.
Ein Ziel vorliegener Erfindung ist die Erzeugung eines griffigen, weichen Papiergewebes mit im wesentlichen Zähfestigkeit und elastischer
Dehnung sowohl in Laufrichtung als auch quer zur Laufrichtung des Gewebes»
Gemäss der Erfindung wird ein weiche?, saugfähiges, kreppartiges
Fasergewebe durch Abscheidung aus einem wasserhaltigen Brei gebildet, das wahllos angeordnete, sich berührende Ilolzzellstofffasern,
die an den sich berührenden Stellen steLfe Gewebeverbindungen bilden, und ein elastomeres Bindematerial an im wesentlichen
gleichförmig zwischen den Fasern über das Gewebe verteilten Berührungspunkten aufweist, wobei bei der Berührung mit den
Fasern flexible Gewebeverbindungen gebildet werden. Das Gewebe
weist ein Flächengewicht von etwa 12 bis etwa 60 Pfund/2880 Fuß (0,4536 kg/2880 . 30,482 cm2 ) und eine Anzahl im wesentlichen
gleichmässig über es verteilte Flächen auf, an denen es teilweise gebrochen ist, wodurch das Gewebe im wesentlichen in allen Richtungen
in seiner Ebene eine elastische Dehnung besitzt.
Das bevorzugte Erzeugnis gemäss der Erfindung wird auch zwecks Erzeugung gleichmässig verteilter Öffnungen, die sich in Laufrichtung
des Gewebes ausdehnen, bearbeitet, was eine ungewöhnlich
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hohe elastische Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes zur Folge hat. "Weiterhin wird das Erzeugnis gemäss der Erfindung
auch zwecks Bildung einer Anzahl erhabener Flächen und Vertiefungen auf jeder Seite des Gewebes bearbeitet, wobei die Vertiefungen
auf jeder Seite die erhabenen Flächen auf der anderen Seite des Gewebes bilden. Das ungleichmässlge Profil des Gewebes
vergrössert stark die Griffigkeit des letzteren, und ausreichend steife Verbindungen werden an ausgewählten kritischen Stellen
im Gewebeprofil zur Erhaltung der Griffigkeit unzerbrochen übriggelassen.
Die mechanische, teilweise das Gewebe brechende Bearbeitung wird in einer Weise durchgeführt, bei der viele Gewebeverbindungsstellen
in dem bearbeiteten Teil zerbrochen werden, doch nicht so viele, dass der Bogen Insgesamt in diesem Bereich zerbricht.
Durch teilweises Zerbrechen des Gewebes gemäss der Erfindung wird die elastische Dehnbarkeit des Gewebes stark erhöht, und
obgleich hierdurch auchdie Festigkeit des Gewebes verringert wird, ist die Verringerung der Festigkeit überraschender Weise
weitaus geringer als infolge des Anstiegs der elastischen Dehnung zu erwarten wäre. Es wird angenommen, dass die mechanische Bearbeitung
des Gewebes gemäss der Erfindung in der beschriebenen 'weise zu einem grösseren Prozentsatz für ein Brechen der steifen
Verbindungen als der flexiblen Verbindungen sorgt, was wahrscheinlich von der Unfähigkeit steifer Verbindungen herrührt, sich
wesentlich falten und verbiegen zu können.
In ihrer weitesten Form stellt die Erfindung ebenso ein Verfahren zur Vergrösserung der Weichheit und Flexibilität eines elastomer
verbundenen Gewebes durch Reduzierung der Anzahl von mit der Papierherstellung verbundenen steifen Verbindungsstellen dar.
Jedoch iiii Gegensatz zu bekannten Verfahren, wie z.B. zu dem
Vorfahren nach der "1O8 658", ermöglicht die Erfindung ein wahlweises
Beibehalten steifer Verbindungen an Stellen, wo sie die flexiblen Verbindungen durch Entwicklung hoher Zugfestigkeit
cieij Gewebe α ohne übermässige Beeinflussung der Weichheit, Flexibi-lltüt
und elastischen Dehnung des Gewebes unterstützen können.
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Eine derartige wahlweise Beibehaltung ermöglicht die Erzeugung zähen, flexiblen Gewebes bei minimalem Zusatz eines teuren elastoineren
Bindematerials zu dem Gewebe. Ferner ermöglicht die wahlweise Beibehaltung steifer Verbindungsstellen die Erzeugung
eines weichen, flexiblen'Erzeugnisses, das die von einer Verdrehung
des Bogens herrührende Griffigkeit zu erreichen vermag,
weil die steifen Verbindungen an Stellen gehalten-werden, wo
sie die Verdrehung des Gewebes aufrechterhalten·
Die Verminderung steifer Verbindungen kann steuerbar auf solche
Stellen begrenzt, werden, die Elastizität in einer der gewünschten
Richtungen ohne beträchtliche Verminderung der Gewebefestigkeit in anderen Richtungen erzeugen. Somit stellt die Erfindung ein
geeignetes Verfahren zur beträchtlichen Erhöhung der elastischen Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes, das durchweg elastomeres
Bindematerial aufweist, dar.
Die Erfindung wird nun im Einzelnen an Hand der Zeichnung be«
schrieben. In letzterer sind: . . ■
Fig. 1 ein Aufriß des Gewebes gemäss der Erfindung nach Laufen
durch ein Paar Prägewalzen, ' .
Fig. 2 im Grundriß ein vergrösserter Schnitt entlang der Linie 2-2 der Figur 1,
Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht im Grundriß der bevorzugten
Ausführungsform des geprägten Gewebes gemäss der Erfindung, u
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform des geprägten Gewebes der Erfindung entlang der-Linie 4-4
der Figur 3 und
Fig. 5 eine Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform des geprägten Gewebes gemäss der Erfindung entlang der
Linie 5-5 der Fig. 3 mit im Vergleich zu letzterer er- ■
neuter Vergrösserung.
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Das erfindungsgemässe Verfahren besteht aus zwei kennzeichnenden
Verfahrensstufen, und zwar der Erzeugung eines Grundgewebes und der mechanischen Bearbeitung des letzteren.
Herstellung des Grundgewebes
Das Grundgewebe gemäss der Erfindung kann auf einer herkömmlichen
Papierherstellungseinrichtung gebildet werden, wt> ein wasserhaltiger
Brei aus Holzzellstoffasern auf einer löehernen Oberfläche,
wie z.B. einem Langsieb abgeschieden wird. Nach einer derartigen Abscheidung wird das Wasser abgelassen, und die Fasern werden
in engen Kontakt mit einander gebracht, um steife Wasserstoff-» verbindungen zwischen den Hydroxylgruppen benachbarter Fasern
zu bilden, was die Erzeugung eines Bogenmaterials zur Folge hat, das seine Festigkeit der natürlichen Faser«Faserbindung verdankt.
Die Bildung des Gewebes erfolgt derart, dass ein Flächengewicht des Trockengewebes innerhalb des Bereiches von 12 bisetwa 60
Pfund/2800 Fuß erzeugt wird. Innerhalb dieses Bereiches kann eit Gewebe, das besonders für ein Handtucherzeugnis geeignet ist, erzeugt werden. Elastomerer Klebstoff wird dem wasserhaltigen Brei
an dem Mahlholländer, der Vorratsbütte, der Gebläsepumpe, der
Papiermasohinenbütte oder an irgendeinem geeigneten Punkt vor der Gewebebildungsstufe zugefügt, so dass der. elastomere Klebstoff
im wesentlichen gleichmässig in dem Gewebe verteilt ist.
Die elastomeren Klebstoffmaterialien, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, basieren auf irgendeinem Material, das mindestens 75 % Bruchdehnung aufzuweisen vermag. Derartige
Materialien sollten einen anfänglichen Ε-Modul beim Dehnen
aufweisen, der ge^nger als 25,000 Pfund pro inch2 (25,000 . 7,031
»•2 2
• 10" kp/om ) ist. Typische Materialien können von Art des Butadien-acrylnitrils oder anderer Latexart oder Dispersionen davon mit elastomeren Eigenschaften sein, wie z.B. Akryl.Akrylmischpolymerisate, Vinylchloridakryl, Akrylvinyl*aetat, Butadien- -Styrol oder Sthylenvinylazetat. Elastomere Eigenschaften können durch Hinzufügen geeigneter Weichmacher zu den Polymeren erhalten
• 10" kp/om ) ist. Typische Materialien können von Art des Butadien-acrylnitrils oder anderer Latexart oder Dispersionen davon mit elastomeren Eigenschaften sein, wie z.B. Akryl.Akrylmischpolymerisate, Vinylchloridakryl, Akrylvinyl*aetat, Butadien- -Styrol oder Sthylenvinylazetat. Elastomere Eigenschaften können durch Hinzufügen geeigneter Weichmacher zu den Polymeren erhalten
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werden, wie z.B. Polyvinylalkohol oder Karboxyl-Methyl-Zellulose.
Diese elastomeren Klebstoffe können entweder allein oder in Kombination
mitanderen Harzen wie solchen verwendet werden, die gemeinhin zur Verbesserung der Naßfestigkeit von Holzzellstoffgeweben
Anwendung finden, z„B. Harnstoff-Formaldehyd und Melaminharze. Andere Naßfestigkeitsharze, die verwendet.werden können,
sind von neutraler Entwässerungsart, wie z.B. Kymene 557, erhältlich von Hercules, Inc., Wilmington, Deleware, sowie Parez
63 ONC, erhältlich von American Cyanamid, Wayne, New Jersey.
Im Handel erhältliche elastomere Klebstoffe, die sich als besonders brauchbar erwiesen haben, umfassen Rhoplex K3, eine nicht
ionenaktive selbsttätig vernetzende Akrylemulsion, erhältlich
von Rohm und Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania; Rhoplex P 339* eine anionenaktive, selbsttätig vernetzende Akrylemulsion,
ebenfalls erhältlieh von Rohm und Haas - Company; Goodrite 2570 χ
15* ein anionenaktives karboxy!artiges Styrol-Butadienmischpolymerisat,
erhältlich von B.F. Goodrich Chemical Company, Cleveland,
Ohio; Hycar 26ΟΟ - X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von B.F.
Goodrich Chemical; Company; und Tylac RB III8, ein anionenaktives
karboxy lartiges-'S tyrol-B^tadienraischpolymerisat, das ungefähr
50 % Styrol enthält, von Standard Brands Chemical Corporation,
Dover, Delaware. Auch folgende anionenaktive, selbsttätig vernetzende
Emulsionen, erhältlich von Rohm und Haas Company, haben sich als besonders brauchbar erwiesen, Rhoplex E 63I* Rhoplex E
610 und Rhoplex TR 4O7. Andere verwendbare, im Handel erhältliche
Harze schliessen Piolite 610 ein, ein Styrol-Butadienlatex von
B.F. Goodrich Chemical Company, und Rhoplex E 32, eine nicht ionenaktive, selbsttätig vernetzende Akrylemulsion von Rohm und
Haas Company. Ein zusätzlicher Harz, der sich zur Durchführung der Erfindung als nützlich erwiesen hat, besieht aus einer kationenaktiven, dispergieren Akrylemulsion mit etwa 68 Teilen
Äthylakrylat und etwa 32 Teilen Styrol.
Der elastomere Klebstoff kann dem wasserhaltigen Brei mittels
bekannter Verfahren zugegeben werden, wie z.B. mittels der in
der US-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren. Die Menge des dem
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wasserhaltigen Brei zugefügten elastomeren Klebstoffs kann in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften
des Enderzeugnisses, der auf den Pasern festzuhaltenen
erwünschten Materialmenge und anderer mit dem Bogenformvorgang verbundener Variablen verändert werden. Vorzugsweise wird dem
Brei eine Menge elastomeren Klebstoffs zugefügt, die sich auf etwa 3 % bis etwa 25 % Trockengewicht des Gewebes beläuft. Besonders
ist es aus ökonomischen sowie aus Gründen der Leistungsfähigkeit erwünscht, dass sich der Gehalt des elastomeren Klebstoffs
in dem Gewebe von etwa 7 % bis etwa 15 % des Trockengewichts
des Gewebes beläuft.
Wenn der ausgewählte elastomere Klebstoff nicht kationenaktiv
ist, kann die Zufügung einer Abscheidungshilfe zu dem wasserhaltigen Brei wünschenswert sein, um ein Haften des Klebstoffs
auf den anionenaktiven Holzzellstoffasern zu bewirken. Abscheidungshilfen,
die sich zur Durchführung der Erfindung als nützlich
erwiesen haben, schliessen Verbindungen ein, die zum Abscheiden
eines wasserunlöslichen Polymers auf zelluloseplastischen Pasern bekannt sind. Diese Verbindungen umfassen Vinylimidazolinpolymere,
wie sie in der US-PS J5 527 7^-9 und in der
GB-PS 1 052 112 beschrieben sind, sowie polyquaternäre Ammoniumverbindungen,
wie sie in der US-PS 2 765 229 beschrieben sind. Im Handel erhältliche Verbindungen, die sich als besonders brauchbar
herausgestellt haben, schliessen ein Lufax 295, einen kationenaktiven
Mehrfachelektrolyten, erhältlich von Rohm und Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania; Resin S 2V3, ein kationenaktives
Lösungspolymerisat, auch bei Rohm und Haas erhältlich; und Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht
aufweisendes, quaternäres Imidazolin, erhältlich von Quaker Chemical Corporation, Conshohocken, Pennsylvania, Velvetol 2000
kann sowohl als Kuppler als auch als Entbinder wirken.
Die Menge der verwendeten Abscheidungshilfe kann über einen weiten
Bereich in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Mahlguts, der Menge des abzuscheidenden elastomeren Klebstoffs und anderen mit
dem Gewebeformarbeitsgang verbundenen Variablen verändert werden.
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- 12 - S 1479
Insbesondere wird es bevorzugt, eine Menge zu verwenden, die
gleich etwa 0,1 % bis etwa 3,0 % des Ofentrockengewichts der
verwendeten Pasern ist.
Das Grundgewebe des bevorzugten Erzeugnisses gemäss der Erfindung kann ferner durch Zufügen chemischer Entbinder zu dem wasserhaltigen
Brei zwecks Verminderung der Ausbildung einiger Verbindungen
zwischen den Holzzellstoffasern und für eine Vergrösserung der Gesamtweichheit des Gewebes bearbeitet werden,, Die Entbinder,
die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, schliessen anionisch und kationisch oberflächenaktive Agensien
ein. Besonders, bevorzugt sind kationenaktive, quaternäre Ammoniumverbindungen,
die Imidazoliumverbindungen, wie z„B. Velvetol 200 und Velvetol CHR, hohes Molekulargewicht aufweisende, quarternäre
Imidazoline, wie sie von Quakjtfer Chemical Corporation,
Conshohocken, Pennsylvania, erhältlich sind, einschliessen. An- . dere bevorzugte kationenaktive, quaternäre Ammoniumverbindungen
sind Alky!ammoniumsalze wie z.B. dihydriertes Talg-dimethylammoniumchlorid,
erhältlich von General Mills, Inc., Chemical Division, Kankakee, Illinois als Aliquate H 226; Dialkylamid-diäthylammoniumsulfat,
erhältlich von Reichold Chemicals, Inc., Conshohocken, Pennsylvania als Rycofax 618; und Ryeofax 637» eine amphotere,
quaternäre Ammoniumverbindung, erhältlich ebenfalls von Reichold Chemicals, Ine.. -
Anionisch oberflächenaktive Agensien, wie sie auch bevorzugt
als Entbinder zur Durchführung der Erfindung verwendet werden,, umfassen Verbindungen wie Natriumtetradecylsulfat, erhältlich
als Tergitol Anionic 4 von Union Carbide Corporation, New York, New York, sowie Natriumsalz des sulfatisierten Nonyl-phenoxypolyäthylen-oxy-äthanol,
erhältlich als Alipal AB 436 von General
Aniline and Film Corporation, New York, New York.
Die Menge des verwendeten Entbinders kann über einen weiten Bereich
in Abhängigkeit von dem verwendeten Mahlgut, den erwünschten Eigenschaften des Enderzeugnisses und anderen mit dem Gewebebildungsarbeitsgang
verbundenen Variablen variiert werden. Beson-
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- 13 - S 1479
ders wird es bevorzugt, eine Menge an Entbinder zu verwenden,
die gleich etwa 0,5 % bis etwa 2,0 % des Ofentrockengewichts
der verwendeten Fasern ist.
Nachdem das Grundgewebe auf der löchernden Oberfläche der Papierherstellungsmaschine
gebildet worden ist, wird es entwässert, gekreppt und in herkömmlicher Weise getrocknete Es hat sich erwiesen,
dass zur Erzeugung eines Grundgewebes, das eine ausreichende Elastizität für ein befriedigendes Durchlaufen der mechanischen
Bearbeitungsstufe aufweist, ein Kreppen des Gewebes in einer Art erwünscht ist, die eine elastische Dehnung in Laufrichtung
des Gewebes von annähernd 18 fo bis 28 % mit sich bringt. Ausserdem
wird bevorzugt, dass das Gewebe vor seiner mechanischen Bearbeitung einen Trockenheitsgrad von mindestens 90 % aufweist.
Mechanische Bearbeitung des Grundgewebes
Nach Bildung des Grundgewebes, Kreppen und Trocknen wird es mechanisch
bearbeitet, um es an ausgewählten Stellen zwecks Erzeugung eines Erzeugnisses mit erwünschten Eigenschaften an Weichheit und
Flexibilität zusammen mit Zähfestigkeit und Griffigkeit teilweise zu brechen. Die mechanische Bearbeitung kann mittels einer am Ende
der Papierherstellungsmaschine angebrachten Vorrichtung durchgeführt
werden, wodurch das vollständige Erzeugnis in einem fortlaufenden Arbeitsgang erzeugt wird, oder das Grundgewebe kann von
Walzen der Papiermaschine aufgenommen und in eine gesonderte Lage zur mechanischen Bearbeitung in einem getrennten Arbeitsgang überführt
werden.
Mit der Bezeichnung "teilweiser Bruch" in der Beschreibung und den Ansprüchen ist eine mechanische Bearbeitung des Gewebes an
einigen Stellen mindestens in einem Brechungsgrad einiger^erbindungen
gemeint, die die Fasern untereinander halten, **» sie
kann die Bearbeitung des Bogens in dem Ausmass umfassen, dass das Gewebe in Teilen der bearbeiteten Stellen vollständig bis
zu dem Punkt gezerrt wird, an dem sich Öffnungen im Gewebe bilden.
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Das teilweise Brechen der Papiergewebe hat zur Folge, dass letztere
an den genannten Stellen weicher, flexibler und dehnbarer
sind. Das Gewebe ist auch schwächer,- aber durch das Auswählen geeigneter Stellen kann die Schwächung stärker vermindert v/erden.
Während ein teilweises Brechen eines herkömmlichen Papiergewebes, das keinen elastomeren Klebstoff aufweist, die erwünschten Hgenschaften
bis zu einem bestimmten Grad erzeugen wird, führt die Durchführung des gleichen Schrittes bei dem Grundgewebe gemäss
der Erfindung zu einer für den Fachmann in überraschender Weise, ungewöhnlich hohen Erzeugung der gewünschten Eigenschaften.
Die Art der mechanischen Bearbeitung, die das Gewebe teilweise
brechen wird, besteht darin, dass die ausgewählten Flächen des Gewebes bis zu einem Punkt zugbeansprucht werden, an dem nur
einige der Faserverbindungen zusammenbrechen. Prägen ist ein Beispiel dieser mechanischen Bearbeitung, bei der das Gewebe
teilweise gebrochen wird. Kreppen ist ein anderes Beispiel, Kreppen gewährt jedoch nicht den Grad der Steuerung des teilweisen
Brechens nur an den ausgewählten Flächen, wie es für das bevorzugte
Erzeugnis gemäss der Erfindung erforderlich ist. Prägen gewährleistet dies. Als eine besondere Form des.Prägens, die
ein sehr gutes Skiern des tei!weisen Brechens an ausgewählten
Flächen gewährleistet, hat sich diejenige erwiesen, die zur Erzeugung des bevorzugten Erzeugnisses gemäss der Erfindung
verwendet wird. Diese Form des Prägens ermöglicht auch ein Bearbeiten
des Bogens zur Erzeugung von gleichmässig über das Gewebe verteilten Öffnungen.
Figur 1 illustriert den bevorzugten Prägevorgang. Das Grundgewebe
gemäss der Erfindung läuft durch ein paar ineinandergreifender zylindrischer Prägewalzen 11 und 12 (teilweise gezeigt) zur Erzeugung
des geprägten Gewebes 13 gemäss der LCrfindane. Die Prägewalzen
11 und 12 besitzen Ziehbolzen 14 und 15, die zum Verziehen
des Gewebes in der gewünschten Art miteinander kämmen.
Figur 2 ist eine vergrösserte Schnittansicht entlang der Linie
2-2 und illustriert die kämmende Anordnung der oberen Ziehbo.lsen
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14 (querschraffiert gezeigt) mit den unteren Ziehbolzen 15 (gestrichelt
dargestellt). Die durch die Ziehbolzen in dem Grundgewebe hervorgerufenen Verzerrungen sind in den Figuren 3, 4
und 5 dargestellt, wo die unteren Ziehbolzen 15 erhabene Flächen
Io und die oberen Ziehbolzen 16 Vertiefungen hervorgerufen haben.
Wenn das geprägte Gewebe 13 von der anderen Seite betrachtet wird,
werden natürlich die erhabenen Flächen 16 zu Vertiefungen und umgekehrt* Die erhabenen Flächen 16 und die Vertiefungen sind
durch Zwischenteile 18 verbunden, die die stärkste mechanische Bearbeitung erfahren haben, die teilweise das Gewebe bricht.
An Stellen 19.» wo die oberen Ziehbolzen 14 sehr dicht an den
unteren Ziehbolzen 15 vorbeilaufen, überschreitet die Bearbeitung die Festigkeit des Gewebes und erzeugt in letzterem Öffnungen.
Die Länge dieser Öffnungen 20 kann durch Variierung der Überlappung 21 der oberen Ziehbolzen 14 und der unteren Ziehbolzen 15
verändert werden. Indem bewirkt wird, dass diese Öffnungen 20 in Laufrichtung des Gewebes gedehnt werden, kann die elastische
Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes wesentlich stärker gesteigert werden, als durch teilweises Brechen des Gewebes allein.
Weiterhin können die Flexibilität und Weichheit des Gewebes durch diese Öffnungen 20 beträchtlich gesteigert werden. Jedochverringert,
wie bereits zuvor aufgezeigt worden ist, das die elastische Dehnung und Flexibilität steigernde Verfahren die Festigkeit.
Daher werden bei dem bevorzugten Erzeugnis gemäss der Erfindung
in wohl regulierten Anteilen Öffnungen sowie teilweise gebrochene
Bereiche vorgesehen.
Die Grosse und der Abstand der Ziehbolzen und ebenso die Tiefe, bis auf welche die Ziehbolzen das Gewebe prägen, können über einen
vielten Bereich zwecks Erzielung brauchbarer Erzeugnisse variiert werden. Besonders erwünschte Papiere^zeugnisse für Handtücher
können erzeugt werden, wenn die Ziehbolzen im Bereich von etwa 0,050 . 25,4 mm bis etwa 0,1 . 25,4 mm lang, etwa 0,024 * 25,4 mm
2 ? bis etwa 0,04 * 25,4 mm breit und auf etwa 70 ' 25,4 mm~ bis
2 2
etwa 300 * 25,4 mm_ konzentriert sind. Natürlich bestimmt die
etwa 300 * 25,4 mm_ konzentriert sind. Natürlich bestimmt die
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gewählte Grosse der Ziehbolzen im grossen Maße den Zwischenraum
und damit die Konzentration der Ziehbolzen.
Es hat sich gezeigt, dass die am meisten erwünschten Handtucherzeugnisse
durch Einstellen des Zwischenraums zwischen den Prägewalzen 11 und 12 derart erzeugt werden, dass die oberen Ziehbolzen
l4 dafür sorgen, dass unterhalb der unteren Ziehbolzen 15
ein Abstand im Bereich von 0,02 · 25,4 mm bis 0,06 · 25,4 mm durchgeht.
Da jeder Ziehbolzen in einer, der Prägewalzen zwei Öffnungen
in dem von ihm geprägten Gewebe erzeugen wird, wird ein in dem oben aufgezeigten Bereich von Ziehbolzen geprägtes Gewebe annä-
2 2 2 heimd l40 bis 6 00 Öffnungen pro 25,4 mm (inch ) des Gewebes
erzeugen. Innerhalb des Bereiches für den Zwischenraum zwischen den Prägewalzen werden die Öffnungen von etwa 0,01 * 25,4 mm bis
etwa 0,1 * 25,4 mm lang sein- . . '~
Wie oben bereits aufgezeigt wurde, wächst bei teilweisen Brechen des Grundgewebes gemäss der Erfindung die elastische Dehnung des
Gewebes beträchtlich mehr an, als von dem Ausmaß der Verringerung
der Zugfestigkeit erwartet werden würde. Z.B. weist ein herkömmliches Papiergewebe, das keinen elastomeren Klebstoff aufweist
(Beispiel 1 nachfolgend) , für den Fall, dass es dem bevorzugten Prägevorgang gemäss der Erfindung unterworfen wird (das sich in
diesem Fall ergebende Gewebe ist im Beispiel 2 unten dargelegt) bei Messung quer zur Laufrichtung des·Gewebes eine Festigkeitsverminderung
von 72,9 % und eine Vergrösserung der elastischen Dehnung von 3,8 % bis 14,4 % auf. Im Gegensatz dazu, weist das
Grundgewebe gemäss der Erfindung (Beispiel 3 unten) für den Fall, ■
dass es dem bevorzugten Prägevorgang gemäss derErfindung unterzogen
wird (das sich in diesem Fall ergebende Gewebe ist im Beispiel 4 dargelegt) bei Messung quer zur Laufrichtung des Gewebes
eine Verringerung der Festigkeit von 68,8 % und ein Ansteigen
der elastischen Dehnung von 5*2 % auf 19,7 % auf.
Zur Verdeutlichung der Erfindung werden nachfolgende Beispiele aufgeführt. Die physikalischen angeführten Eigenschaften wurden
unter Anwendung folgender Prüfverfahren ermittelt.
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Das Flächengewicht der Bogen wurde durch Wiegen von acht Bogen, die 2,5*25,4 mm χ 2,5*25,4 mm bemessen wurden, und durch Umrechnen
des Ergebnisses auf Pfund/Riespapier (2880 Fuß ) bestimmt.
Der Raumbedarf wurde durch Messen der Dicke von 24 aufgeschich-
2 2 teten Bogen unter einem Beschwerungsdruck von 235 g/25j4 mm
(235 g /inch2 ) in einem Federal Bulker Model 57B-lA-7227 ermittelt.
Zugfestigkeit, elastische Dehnung und Energieaufnahme wurden
mit einem genormten Instron-Zugfestigkeitsprüfgerät bei Verwendung 25,4 mm breiter Prüfstreifen, einer Spannweite von 2*25,4 mm
und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 2*25,4 mm pro min. ermittelt.
Die Versuche wurden in Übereinstimmung mit TAPPI-Standard, T220 m-60 und TAPPI Test, T494 su-64 durchgeführt. Alle Naßdehnungen
stammten von nicht entwässerten Proben und wurden innerhalb einer Benetzungszeit von einer Minute gemessen.
Längenüberhangprüfungen (d.h. eine Steifheitsmessung, wobei höhere
Zahlen steifere Proben anzeigen) wurden durch Unterwerfen der Proben einer Prüffolge nach TAPPI Standard Tests, T451 m-60 auf
einem Clark Softness Tester bei einer Winkelbewegung von 100 Grad vorgenommen.
Falzwerte und Stauchungswerte wurden an einer für ein Anzeigen der Weichheit eines Bogens bestimmten Vorrichtung durch Messen
der zum Falten des Bogens erforderlichen Kraft (Falzwert) und der zum Stauchen des gefalteten Bogens erforderlichen Kraft
(Stauchungswert) ermittelt. Eine Verringerung dieser Werte zeigt einen weicheren Bogen an. Die zur Erzielung dieser Messungen
verwendete Vorrichtung weist einen Innensata kreisförmiger Preßplatten und einen Außensatz ringförmiger Preßplatten auf.
Die Preßplatten sind so angeordnet, dass sich ein oberes und ein unteres Element bei jedem Satz ergibt. Die obere kreisförmige
Preßplatte hat einen Durchmesser von 1,09*25,4 mm und eine abgerundete Kante, die einen Radius von 0,062*25,4 mm aufweist. Die
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untere kreisförmige Preßplatte hat einen Durehmesser von 1,45 ·
25,4 mm und ist direkt unter der oberen kreisförmigen Preßplatte
angeordnet. Die obere ringförmige Preßplatte hat einen Innendurchmesser von 2,125*25,4 mm und eine., abgerundete· Innenkante,
die auch einen Radius von 0,062*25,4 mm aufweist. Die untere
ringförmige Preßplatte ist von gleicher Grosse und direkt unter der oberen ringförmigen Preßplatte angeordnet. Die abgerundeten
Kanten der beiden Preßplattensätze sind durch eine Entfernung von 0,382·25,4 mm von einander getrennt. Das obere GIied jedes
Satzes der Preßplatten ist an einer Einrichtung zum Zusammenklemmen des Satzes der Preßplatten befestigt, und die Oberflächen
aller Preßplatten sind hoch poliert.
Unter dem Raum zwischen den beiden Sätzen der Preßplatten ist ein Umfangsring vorgesehen, der an einer Einrichtung zum Bewegen
des Ringes durch den Zwischenraum befestigt ist. Der Ring hat einen Innendurchmesser von 1,5*25,4 mm sowie einen Aussendurchmesser
von 1,75*25*4 mm, und der abgerundete Teil weist einen
Radius von 0,062*25,4 mm auf« Oberhalb des Zwischenraumes ist eine andere ringförmige Preßplatte mit einem Innendurchmesser
von 1,16*25,4 mm und einem Aussendruchmesser von 2,062*25,4 mm
vorgesehen. Diese Preßplatte ist auch hoch poliert und an einer Einrichtung .zum Bewegen der Preßpläte zum Zwischenraum hin befestigt.
L
Im Betrieb ist der zu prüfende Bogen zwischen den oberen und unteren Elementen der beiden Preßplattensätze angeordnet. Der
innere kreisförmige Preßplattensatz ist festgeklemmt, um den Bogen in Stellung zu halten und der Abstand zwischen den oberen
und unteren Elementen des äusseren ringförmigen Satzes ist auf 0,065*25,4 mm eingestellt.-Die Strecke über die der Umfangsring
sich bewegen wird, ist auf 0,25*25,4 mm eingestellt, und auf diesem Ring wird eine Kraft aufgebrächt, die eine Aufwärtsbewegung
des Ringes über die Strecke verursacht, wobei der Bogen gefaltet wird. Die maximale auf den Ring ausgeübte Kraft während
des BäLtungsVorganges wird in Gramm aufgezeichnet und als FaIs-
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wert des Bogens angesehen.
Nachdem der Bogen gefaltet worden ist, wird der äussere ringförmige
Satz ö.ev Preßplatten festgeklemmt, um den Bogen in seinem
gefalteten Zustand zu halten. Der gefaltete Bogen wird durch gleichzeitiges Bewegen des Umfangringes nach unten weg von dem
Bogen und durch Bewegen der ringförmigen Preßplatte nach unten auf cen Bogen über eine Strecke von 0,05*25,4 mm gestaucht,
Die maximale auf die Preßplatte bei ihrer Bewegung über die Strecke hin wirkende Kraft wird in Gramm gemessen und stellt
den Stauchwert des Bogens dar.
Nachfolgende Beispiele dienen zur Illustration der Erfindung, divi allein durch die anliegenden Patentansprüche begrenzt wird.
Das Gewebe des Beispiels 1 ist ein herkömmliches Papiergewebe, das keinen elastomeren Klebstoff aufweist und nur zu Vergleichszwecken
beschrieben wird. Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgendem herkömmlichen Papierbreiarten
besteht:
30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte,
40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz,
30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz.
Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:
1,2 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit
des Gewebes und
0,5 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht
aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit.
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Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapiermaschine
gebildet und von einem Yankee-Trockner bei 70 % bis 80 fo Trockenheit
zur Erzielung von annähernd 2Ö % Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter auf einer herkömmlichen Trockeneinrichtung bis
zu einem Grad von mehr als 90 % getrocknet. Das Gewebe wies die
folgenden Eigenschaften auf:
Flächengewicht 33,1 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf Ο,24θ·25,4 mm (θ,24θ inch) pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 59,2'28,32I-953 g pro·. 25,4 mm
(59,2 Unzen pro inch.)
elastische Dehnung (MD) 19,6 %
Zugfestigkeit (CD) 41,3*28,34953 g pro 25,4 mm
(4l,3 Unzen pro inch.)
elastische Dehnung (CD) 3,8 %
Naßzugfestigkeit (MD) l8,3"28,34953 g pro 25,4 mm
(l8,3 Unzen pro inch»)
Naßzugfestigkeit (CD) 13,2-28,34953 g pro 25,4 mm
(13,2 Unzen pro inch.)
Falz 562,8
Stauchung l80
Das Gewebe in Beispiel 2 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes nach Beispiel 1 zwischen den in Figur 1 dargestellten Prägewalzen
erzeugt. Die Grosse der bei den Prägewalzen verwendeten Ziehbolzen
beträgt 0,078*25,4 mm (0,078 inch) in der Länge und 0,030-25,4 mm
(0,030 inch) in der Breite und ist auf 98*25,42 rani42 (98 inch2)
konzentriert. Die Ziehbolzen beider Prägewalzen sind identisch. Der Abstand zwischen den Prägewalzen war für die Bildung eines
Erzeugnisses mit erwünschter Zugfestigkeit quer zur Laufrichtung des Gewebes von annähernd 11 bis 14*28,34953 S Pro 25,4 mm (11
bis 14 Unzen pro inch) eingestellt. Der fürdiese Festigkeltsverininderung
erforderliche Zwischenraum entspricht dem Zwischenraum, der erforderlich ist, um ein Durchlaufen der oberen-Ziehbolzen
unterhalb der unteren Ziehbolzen in einer "Entfernung "innerhalb
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des Bereiches von 0,030*25,4 mm bis 0,4-3*25,4 mm zu bewirken.
Das Gewebe nach Beispiel 2, das ebenfalls nur zu Vergleichsgründeη
beschrieben wird, weist folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht 32,2 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf 0,431*25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 31,6*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 12,9 f0
Zugfestigkeit (CD) 11,2*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung ( 14,4 %
Naßzugfestigkeit (MD) 9,6*28,34953 g pro 25,4 mm
Na:£ Zugfestigkeit (CD) 3,50*28,34953 g pro 25,4 mm
Falz 246
Stauchung 101
Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgenden herkömmlichen Papierbreiarten besteht:
30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte,
4o c/o gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz,
30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz.
Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:
1,5 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit
des Gewebes,
0,5 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht
aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit, und
10 % Hycar 2600-X 92, eine Akry!emulsion, erhältlich von B.F.
Goodrich Chemical Company (9,5 % Gehalt im Gewebe).
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Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in
Übereinstimmung mit dem in der US-PS 3 622 447 beschriebenen
Verfahren und mit der in der US-PS 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung
zugegeben. Das Gewebe wurde auf der gleichen herkömm-" liehen Langsiebpapiermaschine wie ,im Beispiel 1 gebildet und
von einem Yankee-Trockner bei 70 %. bis 80 % Trockenheit und- 20 %
Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter auf einer herkömmlichen
Trockeneinrichtung bis zu einem Grad von mehr als 90 %
getrocknet.
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht 33,0 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf 0,21 J*25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 57*6*28,34953 S Pro 25A ™n
elastische Dehnung (MD) 19,7 %
Zugfestigkeit (MD) 40,4*28,34953 S pro 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 5,2 %
Naßzugfestigkeit (MD) 23,4*28,3^953 g pro 25,4 mm
Naßzugfestigkeit (CD) 15,6'28,3^953 S Pro 25,4 mm
Falz . 38I
Stauchung 113
Das Gewebe im Beispiel 4 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes nach Beispiel 3 zwischen den Prägewalzen wie im Beispiel 2 erzeugt,
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auft
Flächengewicht 36,3 Pfund/2880 Fuß
Raumbedarf 0,466'25,4 ram pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 35^^*28,34953 S Pro 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 16,9 %
Zugfestigkeit (CD) 12,6'28,34953 S pro 25,4 mm
elastische Dehnung 19*7 '% . "
NaiizugfsGtigkeit (MD)
Na3zugfestigl:eit (CD) FaIz
utauchung
utauchung
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11,8*28,54953 S Pro 25,4 mm
4,8*28,34953 S pro 25,4 nur,
163
BeiöDi'Sl
Das Gewebe wuruo aus einem Fasermahlgut gebildet, das au.:, Wasser
und folgenden herkömmlichen Papierbreiarten bestellt:
30 /·' gebleicht em Kraftzellstoff aus nordischer Fichte,
40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz,
30 % gebleichtem ilulfitzcllstoff aus westlichem Nadelholz.
Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:
1,5 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der NaJSfestigkeit
des Gewebes,
0,7 'ß> Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht
aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit und
5,5 rß> Hycar 2600-X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von
B.F. Goodrich Chemical Company (5,0 % Gehalt des Gewebes),
Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung
mit dem Inder UG-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren
und mit der in der US-Pü 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung zugegeben.
Da.; Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapiermanchine
gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners bei 70 % bis 80 lp Trockenheit zur Erzielung von annähernd 20 %
P'rei.p gekreppt. Das Gewebe wurde dann welter bis zu einem Grad
von mehr als 00 Jo durch Führen über einen Transpirationrtrookner,
w Lo er. in der US-PiJ'3 4;52 936 beschrieben ist, getrocknet. Das
G'jv. ο be wi.o;. fo3i-;en(je Eigenscharen auf:
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Flächengewicht 39,5 Pfund/2880 Fuß
Raumbedarf 0,227*25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) .57,1"28,34953 S Pro 25^ 1^
elastische Dehnung (MD) 18,5 % -
Zugfestigkeit (CD) 42,1*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 5,2 %
NaßZugfestigkeit (MD) 28,9*28,34953 g pro 25,4 mm
Naßzugfestigkeit (CD) 16,4*28,34953 g pro 25,4 mm
Falz 476 -.
Stauchung 9.1
Das Gewebe nach Beispiel 6 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes
nach Beispiel 5 zwischen den Prägewalzen, die denen im Zusammenhang
mit Beispiel 2 beschriebenen entsprechen, erzeugt.
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht 39,9 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf 509·25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 33,0*28,34953 g P^o 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 14,5 %
Zugfestigkeit (CD) 13,0*28,34953 S P^ö 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 18,5 %
Naßzugfestigkeifc (MD) 15,8*28,34953 g P^o 25,4 mm
Naßfestigkeit (CD) 5,8*28,34953 g Pro 25,4 mm
Falz ' ■ . . 246
Stauchung 118
Energieaufnahme (MD) 3,2,14*28,34953 g *25,4 mm/25,42
mm ο
(3,214 oz-in/in)
Energieaufnahme (CD) " 1,833*28,34953 g '25,4 mm/25,42 2
Längenüberhang (MD) 8,0 cm Längenüberhang (CD) 6,7 cm
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- 25 - ' S 1479
Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgenden herkömmlichen Papierbreiarten besteht:
30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte,
40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem LauBholz,
30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz.
Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in
Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:
1,0 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit
des Gewebes,
1,0 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht
aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit, und
8,0 % Hycar 2600 -X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von
B.F. Goodrich Chemical Company (7,25 % Gehalt im Gewebe).
Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung
mit dem in der US-PS 3 622 447 beschriebenen Verfahren
und mit der in der US-PS 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung zugegeben.
Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpaplermaschine
gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners
bei 70 % bis' 80 % Trockenheit zur Erzielung von annähernd 14,5 %
Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter bis zu einem Grad von mehr als 90 % durch Führen über einen Transpirationstrockner,
wie er in der US-PS 3 432 936 beschrieben ist, getrocknet. Das
Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht 39,4 Pfund/2880 Fuß
Raumbedarf 0,208'25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 79,1*28,34953 S pro 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 18,9 %
Zugfestigkeit (CD) 41,0*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 4,3 %
309840/0973
Naßzugfestigkeit (MD) 29,7·28,34953 S pro 25,4 nun
Naßzugfestigkeit,(CD) 15,5»28,34953 g Pro 25,4 mm
Falz 384
Stauchung I67
Das Gewebe nach Beispiel 8 wurde infolge Laufens des Gewebes nach
Beispiel 7 zwischen den Prägewalzen wie im Beispiel 2 erzeugt.
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht '38,3 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf - 0,528"25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) - 41,2.28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 11,5 %
Zugfestigkeit (CD) 13,6*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 20,7 % *
- Naßzugfestigkeit (MD) 13,6*28,34953 g pro 25,4 mm
Naßzugfestigkeit (CD) 4,7·28,,34953 g pro 25,4 mm
Falz 227 ■
Stauchung I32
Energieaufnahme (MD) i3,179*28,34953 g" 25,4 mm/25,42mm2
Energieaufnahme (CD) 1,807*28,34953 g 25,4 mm/25,42mm2
Längenüberhang (MD) 8,6 cm
Längenüberhäng (CD) ' 6,4 cm
Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser
und folgenden Papierbreiarten besteht;
30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte,
40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz,
30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz.
309040/0373
:■ ■ - 27 - ' S 1479
23H684
Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:
1,35 % Melamin-formaldehyd zur Vergrösserung der Naßfestigkeit
des Gewebes,
1,0 % Velvetol 2000, ein kationenaktives, hohes Molekulargewicht
aufweisendes, quaternäres Imidazolin zwecks Verminderung der zwischenfaserigen Bindungsfähigkeit, und
10 % Hycar 2600-X 92, eine Akrylemulsion, erhältlich von
B.F. Goodrich Chemical Company (9*0 % Gehalt im Gewebe).
Die Akrylemulsion wurde dem Mahlgut in diskreten Partikeln in Übereinstimmung mit dem in der US-PS 3 622 447 beschriebenen
Verfahren und mit der in der US-PS 3 529 936 beschriebenen Vorrichtung
zugegeben. Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapiermaschine gebildet und von der Oberfläche eines
Yankee-Trockners bei 70 % bis 80 % Trockenheit zur Erzielung
von annähernd 22,2 % Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter
bis zu einem Grad von mehr als 90 % durch Führen über einen Trarispirationstrockner, wie er in der US-PS 3 432 936 beschrieben
ist, getrocknet. Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewieht 38,4 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf 0,180*25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 65,7*28,34953 g P^o 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 26,1 %
Zugfestigkeit (CD) 45,8»28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 6,4 %
• NaßZugfestigkeit (MD) 23,3*28,34953 S pro 25,4 mm
Naßzugfestigkeit (CD} 14,5*28,34953 S pro 25,4 mm
Falz . " 367
Stauchung 103
309840/0973
- 28 - 6 1479
23U684
Das Gewebe' nach Beispiel 10 wurde infolge Durchlaufens des Gewebes
nach Beispiel 9 zwischen den Prägewalzen wie im Beispiel 2 erzeugt.
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht 36,3 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf . 0,472*25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 38,9*28,34953 g pro 25,4 rnm
elastische Dehnung (MD) .18,2 %
Zugfestigkeit (CD) 13,6*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 24,5 %
Naßzugfestigkeit (MD)- 12,2*28,34953 g pro 25,4 mm
Naßzugfestigkeit (CD) 4,8"28,34953 g pro 25,4 mm
Falz I78 ·
Stauchung 95 '
Energieaufnahme (MD) 4,700«28,34953" g 25,4 mm/25,42mm2
Energieaufnahme (CD) 2,272*28,34953 g 25,4 mm/25,42mrn2
Längenüberhahg (MD) 7,5cm
Längenüberhang (CD) 6,2 cm.
Das Gewebe wurde aus einem Fasermahlgut gebildet, das aus Wasser und folgenden Papierbreiarten besteht:
30 % gebleichtem Kraftzellstoff aus nordischer Fichte, 40 % gebleichtem Papierfaserstoff aus südlichem Laubholz,
30 % gebleichtem Sulfitzellstoff aus westlichem Nadelholz,
Folgende Chemikalien wurden dem Papierherstellungsmahlgut in Gewichtsprozenten der Pulpe zugeführt:
309840/0973
- 29 - ο 1479
23U68A
I,O % Harz relativer Haftfestigkeit, bestehend aus 4,5 Teilen
Melamin-fornialdehyd zu 1 Teil Harnstoff-formaldehyd,
IjO "fj Valve toi 2000, einem kationenaktiven, ein hohes Molekulargewicht
aufweisenden, quo. te "mär en Imidazolin zur
Verminderung der 'zwischenfaserigen Bindung;-, fähigkeit,
10 % Hyear 2600-X 92, einer Akrylemulsion, erhältlich von
B.P. Goodrich Chemical Company (9,5 % Gehalt i:;i Gewebe),
und
0,5 % Lufaj: 295, einem kationenaktiven Mehrfachelektrolyten,
erhältlich von Rohm und Haas Company, als Abseheidungshelfer.
Die Chemikalien werden dem Mahlgut in Übereinstimmung mit dem
in der UG-Patentanmeldung Nr. I08 6>3, die auf denselben Anmelder
wie iiii vorliegenden Fall, zurückgeht, beschriebenen Verfahren
zugeführt. Das Gewebe wurde auf einer herkömmlichen Langsiebpapieriiias
chine gebildet und von der Oberfläche eines Yankee-Trockners bei 70 70 bis 80 % Trockenheit zur Erzielung von annähernd I7 fo
Krepp gekreppt. Das Gewebe wurde dann weiter bis zu einem Grad von mehr als 90 % Trockenheit durch Führen über einen Transpirationstrockner,
wie er in der US-PS 5 4^2 936 besehrieben ist, getrocknet.
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht 37,0 Pfund/2880 Fuß2
Raumbedarf 0,211-25,4 mm pro 24 Bogen
Zugfestigkeit (MD) 51,9*28,34953 g pro 25,4 mm
elastische Dehnung (MD) 17,1 fo
Zugfestigkeit (CD) 45,5*28,34953 g P^o 25,4 mm
elastische Dehnung (CD) 6,3 %
Naßfestigkeit (MD-) 25,5*28,34953 g pro 25,4 mm
Naßfestigkeit (CD) 17,6*28,34953 ε P^o 25,4 mm
Falz 410
Πtauchung 87
309840/0073
S 1479
Das Gewebe nach Beispiel^ wurde infolge Durchlaufens■des - Gewebes
nach Beispiel 11 zwischen den Prägewalzen, die mit den im Beispiel
2 verwendeten übereinstimmen, erzeugt.
Das Gewebe wies folgende Eigenschaften auf:
Flächengewicht Raumbedarf
Zugfestigkeit (MD) elastische Dehnung (MD) Zugfestigkeit (CD) elastische Dehnung (CD) Naßzugfestigkeit (MD) Naßzugfestigkeit (CD) PaIz
Stauchung
Zugfestigkeit (MD) elastische Dehnung (MD) Zugfestigkeit (CD) elastische Dehnung (CD) Naßzugfestigkeit (MD) Naßzugfestigkeit (CD) PaIz
Stauchung
36,7 Pfund/2880 Fuß
0,455'25,1I- mm pro Bogen
51-,0*28,34953 g pro 25,4 mm
13,4 %
13,7*28,34953 g Pro 25,4 mm
21,1 % ■ ■
12,9*28,34953 g pro 25,4 mm 5,1 '28,34953 g pro 25,4 mm
104.
- Patentansprüche -
309840/0973
Claims (2)
- - j31 - 3 1479Patentans prücheWeiches, saugfähiges, gekrepptes, durch Abscheidung aus einem wasserhaltigen Brei gebildetes Fasergewebe mit wahllos angeordneten, sich berührenden und an einigen Berührungsstellen steife Gewebeverbindungen bildende Holzzellstoffasern und einem elastomeren Bindematerial an im wesentlichen gleichförmig zwischen den Pasern über das Gewebe hin verteilten Berührungspunkten, wobei an den Berührungspunkten der Pasern flexible Gewebeverbindungen gebildet werden und das Gewebe ein Flächengewicht von etwa 12 bis etwa 60 Pfund/2880 Fuß aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine Anzahl Flächen aufweist, in denen das Gewebe teilweise gebrochen ist, und dass diese Flächen zur Bildung im wesentlichen elastischer Dehnung in allen Richtungen in der Ebene des Gewebes über letzteres gleichmässig verteilt sind.
- 2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Flächen, in denen das Gewebe teilweise gebrochen ist, zur Vergrösserung der elastischen Dehnung quer zur Laufrichtung des Gewebes eingerichtet ist.j5. Gewebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine Anzahl erhabener Flächen und Vertiefungen auf jeder Seite aufweist, dass die Vertiefungen auf jeder Seite die erhabenen Flächen auf der anderen Seite bilden,309840/0973- 32 - S 14-7923H68Adass das Gewebe zwischen den erhabenen Flächen und den Vertiefungen liegende Zwischenteile aufweist, und dass--die Flächen, in denen das Gewebe teilweise gebrochen ist, mindestens von einigen Zwischenteilen gebildet werden.4. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe in mindestens einigen gebrochenen Flächen vollständig zur Bildung längsverlaufender Öffnungen in dem Gewebe im allgemeinen in Ausrichtung zur Laufrichtung des Gewebes durchbrochen ist.5. Gewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* dass die Öffnungen von einer Grosse innerhalb des Bereiches von etwa 0,01*25,4 mm bis etwa 0,1*25,4 mm sind und im wesentlichengleichmässig überall im Gewebe bei einer Konzentration von ngef
ind.2 2
ungefähr l4o bis 600 pro 25,4 mm des Gewebes angeordnet6. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j dass die Holzzellstoffasern zur Verminderung ihrer Fähigkeit der Bildung steifer Zwischenfaserverbindungen mit einem chemischen Entbindermittel behandelt sind. .7. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindematerials innerhalb des Bereiches von 3 Gewichts-$ bis 25 Gewichts-$ des Trockengewichtes des Gewebes liegt,. ,-·8. Gewebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindematerials im Bereich von annähernd 7 Gewichts-$ bis annähernd 15 Gewichts-^ des Trockengewichts des Gewebes liegt.9. Gewebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - ' das elastomere Bindematerial ein Akryl, Vinylchlorid-Akryl, Akryl-Vinyl-Azetat, Butadien-Styrol, ButadienrAkryl-Ni-tril oder Äthylen-Vinyl-Azetat aufweist. . ,-3098AO/0973- 23 - 3 147910. Gewebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe Naßfestigkeitsharz in einer Menge innerhalb eines Bereiches von annähernd 0,5 % bis annähernd 2,0 % des Trockengewichtes des Gewebes enthält, und dass die Holzzellstofffasern mit einem cheinikalisehen Entbinder in einer Menge von annähernd 0,5 % bis annähernd 2,0 % des Trockengewichts des Gewebes zur Verringerung zwischenfaseriger Bindungsfähigkeit behandelt sind,11. Verfahren zur Herstellung eines weichen, saugfähigen Fasergewebes mit im wesentlichen elastischer Dehnung in allen ,lichtungen in seiner eigenen Ebene gemäss Anspruch 1, das Abscheiden eines wasserhaltigen Breis auf einer Formungsoberflache einer Papierherstellungsmaschine, wobei der wasserhaltige Brei Holzaellstoffasern, mindestens einen chemischen Entbinder und mindestens ein elastomeres Bindemittel aufweist, die Formbildung des Gewebes aus dem wasserhaltigen Brei, Kreppen des Gewebes und Trocknen des letzteren vorsieht, gekennzeichnet, durch teilweises Brechen des getrockneten Gewebes an ausgewählten vorbestimmten Stellen.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Bindemittel in dem wasserhaltigen Brei ein Akryl, Vinylchlorid-Akryl, Akrylvinyl-Azetat, Butadien-Styrol, Butadien-akrylnitril oder Äthylenvinyl-Azetat aufweist.13. Verfahren nach Anspruch 11, oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindemittels in dem wasserhaltigen Brei zur Erzeugung einer Menge elastomeren Bindemittels in dem getrockneten Gewebe derart gewählt 1st, dass• sie in dem Bereich von J5 % bis 25 % des Trockengewichtes des Gewebes liegt.14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des elastomeren Bindemittels in dem wasserhaltigen Brei zur Erzeugung einer Menge elastomeren Bindemittels in dem getrockneten Gewebe derart gewählt ist, dass sie im Be-309840/0973■ - 34 - S 1479reich, von 7 % bis 15 % des Trockengewichtes des Gewebes liegt. .15· Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14/ aaciurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstufe des teilweisen Brechens des getrockneten Gewebes die Erzeugung von Öffnungen in dem Gewebe einschliesst.16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in Laufrichtung des Gewebes langgestreckt sind,17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,- dass die Abmessungen der langgestreckten Öffnungen, innerhalb des Bereiches von 0,01*25,4 mm bis 0,1*25,4 ram liegen, und dass die Öffnungen im wesentlichen gleichmässig im ganzen Gewebe mit einer Konzentration im Bereich von l40 bis 6002 2
pro 25,4 mm der Gewebeoberfläche angeordnet sind.Hof./Br.3098AO/0973
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